北京时间 2015 年 12 月 29 日 0 时 4 分,我国成功将“高分 4 号”卫星发射到远离大气层 的距地面高 3.6 万千米的圆形轨道绕地球运行,如图所示是卫星的在轨照片.“高分 4 号”卫 星绕地球一周的时间为 24 小时,与地球自转周期相同,是地球的同步卫星,所以能够对地 面上的移动目标长期“凝视”,获取动态变化过程数据.该卫星的成功发射,使我国初步形成 全天候、全天时、全球覆盖的陆地、大气、海洋对地观测能力,具有重大的战略意义.
(1)发射卫星的火箭使用的液态燃料,与家用液化气相似,都是通过
(2)“高分 4 号”卫屋夜间照相时,利用的是
(3)从照片可以看到,卫星的两翼装有电池板,电池板吸收太阳光为卫星提供动力,可见 光具有
(4)以地球为参照物,该卫星是
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神舟十四号回收着陆系统
12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功。返回地面之前,飞船返回舱要经历分离、制动、再入、减速、着陆缓冲五个阶段。这一过程中,回收着陆系统在确保飞船返回舱走稳回家路中发挥了重要作用。
神舟飞船在轨飞行的时间里,回收着陆系统只是在返回舱内静静守候,在距离地面40km左右时,返回舱上安装的静压高度控制器,通过测量大气压来判断所处高度。到飞船返回舱穿过大气层后自由下落至距地10km高度时,发出回收系统启动信号,回收着陆系统才开始工作。此时引导伞、减速伞和主伞相继打开,三伞的面积从几平方米逐级增大到1000多平方米。这一套降落伞把返回舱速度从200m/s减小到7m/s,达到减小过载、保护航天员的目的。
在主伞完全打开后不久,返回舱内的伽马高度控制装置开始工作。它通过向地面发射伽马信号(一种波),并接收反射回来的信号(离地面越近时,信号越强),进而测量出返回舱的高度和速度等信息。当伽马高度控制装置探测到的信号强度超过某一设定的值时,反推发动机启动,返回舱上的4台反推发动机点火,产生一个向上的冲力,使返回舱的落地速度减小到1~2m/s。同时,安装缓冲装置的航天员座椅会在着陆前开始抬升,进一步减小航天员的落地冲击,实现“温柔”着陆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)返回舱在返回地球着陆的过程中,以地面为参照物,它是
(2)静压高度控制器是利用
(3)在实际生活中有各种测距装置,请你结合对文中伽马高度控制装置的理解,再列举一个测距装置并说明该装置的测量原理
1.如图,航天员用毛巾加工成的乒乓球拍击打水球.反弹后的水球相对于乒乓球拍是
2.在梦天实验舱内,朱杨柱可以听到桂海潮的声音,因为声音可以在
3.如图,太空中的火焰呈现球形.在梦天实验舱内,蜡焰
太空“新房”来了
北京时间2022年10月31日,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料,梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道。它是中国空间站第三个舱段,由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成,起飞重量约23吨,主要用于开展空间科学与应用实验,参与空间站组合体管理,货物气闸舱可支持货物自动进出舱,为舱内外科学实验提供支持。
之前的发射的天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼,它的光电转换效率高达50%以上,“天宫”号空间站的供电能力将达到100 kW。
梦天实验舱将按照预定程序与空间站组合体交会对接。完成有关功能测试后,梦天实验舱将按计划实施转位。神舟十四号航天员乘组已做好迎接梦天实验舱来访的准备。
(1)梦天实验舱,在加速上升过程中机械能
(2)如图甲,在发射台下方有个水池,发射时,水池冒出一团“白气”,这是先
(3)梦天实验舱和天宫空间站对接成功后,以天宫空间站为参照物,梦天实验舱是
(4)建成后的“天宫”号空间站,太阳能电池接收太阳能的最大功率为
制冷与生活
制冷是通过某种方法或技术使空间内的温度在一定时间内低于环境温度的过程。从日常生活到科学领域,都离不开制冷技术。
液氮制冷,已成为一种非常便捷实用的制冷技术。这项技术是利用了液氮无毒、低温、呈化学惰性等特性,直接接触发生热交换达到制冷效果。液氮的温度能低到左右,所以制冷非常快,可以直接和生物组织接触,就算立即冰冻也不会破坏生物活性。液氮制冷可应用于食品速冻、病变冷冻医疗、低温实验研究等。
二氧化碳制冷,被应用于2022年北京冬奥会的场馆制冰上。在国家速滑馆的热力学循环系统内,冰面下的液态二氧化碳吸热实现制冷,使水变成冰,而气态的二氧化碳再经过压缩、冷凝、膨胀等过程,又回到液态状态循环到冰面下。采用二氧化碳制冷,可以实现冰表面温差不超过,温差越小,冰面的硬度就越均匀,冰面便越平整。生活中的冰箱制冷、空调制冷,也应用了类似的原理。
(1) 液氮的温度能低到左右,所以制冷非常快, 说明液氮的沸点很
(2)二氧化碳制冰系统的优点是
(3)国家速滑馆采用二氧化碳制冰时,通过加压使气态二氧化碳
热量的“搬运工”
过去常用的电冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物质,汽化时它吸热,液化时它放热。液态的氟利昂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子,在这里汽化,使冰箱内温度降低。之后,生成的蒸气又被电动压缩机压入冷凝器,在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。
传统的冰箱制冷剂使用氯氟烃类的氟利昂,如R12,当电冰箱损坏后,这种氟利昂扩散到大气中会破坏臭氧层,对地球的生态环境构成威胁。为了保护人类生存的环境,1987年在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《蒙特利尔议定书》。我国在1991年签署了《蒙特利尔议定书》,目前在我国主要使用对臭氧层破坏较小的R134a、R600a等新型物质作为冰箱的制冷剂。
(1)液态的氟利昂在冰箱内冷冻室的管中
(2)通过本文描述,你认为氟利昂蒸气在冷凝器里
载人航天
我国的载人航天事业虽然起步晚,但进步快,现在已处于国际先进水平。要将飞船、空间站等航天器送上太空,需要用火箭来运载,而火箭在上升过程中需要消耗一定的燃料,早期的火箭使用氢气作为燃料,用氧气作为助燃剂。但由于气体的体积较大,所以人们采取将氢气和氧气液化,以此减小燃料和助燃剂的体积。同时,航天器外壳的质量应尽量小一些,以便在燃料一定的情况下增大火箭的运送载荷(即运送的有用质量大小),从而提高火箭的发射效率。航天器在穿过大气层的过程中,会因与大气的摩擦生热而使得航天器的温度升高,从而可能会将航天器烧毁。特别是航天员在太空完成任务后要乘飞船返回舱返回地面,当返回舱以数千米每秒的速度穿过稠密大气层时,返回舱表面的温度会达到上千摄氏度,如图所示。如果不采取有效的防热降温措施,整个返回舱将会被烧为灰烬。
飞船返回舱的“防热衣”,主要通过三种方式将返回舱内部的温度控制在30℃以下,一是吸热式防热,在返回舱的某些部位采用熔点高、比热容大的金属作为吸热材料,通过这些材料的升温过程来吸收大量的热量;二是辐射式防热,用外表面具有高辐射性能的涂层, 将热量辐射散发出去;三是烧蚀式防热,利用高分子材料在高温环境下的熔化、汽化、升华或分解带走大量的热量。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)火箭使用氢气作为燃料,用氧气作为助燃剂。为使一定质量的氢气和氧气的体积小一些,人们采取
(2)航天器外壳要求轻巧、耐高温,所以航天器外壳材料应具有的物理属性是
机器人的“眼睛”
很多机器人为了“看见”周围的物体,需要有自己的“眼睛”,例如家庭中的扫地机器人,工作时就要能探知前方的家具、墙壁等障碍物。红外传感器就是一种机器人的“眼睛”,其工作原理如图所示。红外发射器向前方发射一束红外线,碰到障碍物后向各个方向反射,其中一束光通过接收透镜中心,照射到红外检测器上的某一位置。该位置偏离透镜主光轴的距离称为偏移值。如果检测器到透镜的距离为f,红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为d,当偏移值为L时,根据三角形的相似关系,可计其出红外传感器到障碍物的距离。(1)红外线属于(2)红外线碰到障碍物时发生
(3)一个红外传感器的检测器到透镜的距离为10cm,红外发射器中心线与接收透镜主光轴之间的距离为20cm,一次测量时偏移值为2cm。则红外传感器到障碍物的距离为
(4)如果偏移值更大一些,说明红外传感器到障碍物的距离更
2008年5月12日我国汶川地区发生了8.0级的大地震,给人民群众的生命财产造成了重大损失.“一方有难,八方支援”,全国各地的救援人员不分昼夜迅速赶往灾区.夜晚救援车内外温差大,车窗的玻璃上会出现水珠,司机通常打开车内的暖风消除这些水珠.地震中被埋在废墟中的人为了延长生命,当身体出汗时,应用布、纸等擦干身上的汗水,尽量减少人体能量的损失,而且被埋在废墟下的人为了保存体力不是大声呼救而是用硬物敲击墙壁或管道,向营救人员求救,最后获得了生还的机会.利用生命探测仪,救援队员可以找到被埋在废墟中的幸存者.生命探测仪有多种:声波生命探测仪有3~6个“耳朵”——声探头,即使幸存者不能说话,只要轻轻敲击使周围物体发出微小声响,就能够被它“听”到,甚至心脏微弱的颤动,它也能探测到.热红外生命探测仪利用红外线热成像原理,通过探测受困者与周围温度的差异,形成人体图象,在黑夜,该仪器使用效果
(1)完成短文中的填空.
(2)关于夜晚时救援车玻璃上水珠的位置以及发生的物态变化,下列说法中正确的是
A.玻璃内侧汽化 B.玻璃外侧液化 C.玻璃内侧液化 D.玻璃内侧汽化
(3)由表提供的数据可知,在远离地震中心的区域,听觉上有较明显反应的动物是
A.蝙蝠 B.海豚 C.猫 D.大象
(4)地震中被埋在废墟中的人当身体出汗时,用布、纸等擦干身上的汗水,可以尽量减少人体能量的损失,为什么?
光污染及其危害
光污染是指因光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康产生的不良影响。
最常见的光污染是眩光,都市中的宾馆、饭店、写字楼等地方常用玻璃、铝合金材料装饰其外墙,这些材料能强烈地反射太阳光,使人宛如生活在镜子世界之中。另外,夜晚迎面驶来的汽车灯光、电焊或熔炉等发出的强光、专用仪器设备产生的红外线以及紫外线等均会造成严重的光污染。
光污染的危害是:导致人的视力下降,白内障发病率增高:“人工白昼污染”会使人的生物节律受到破坏,产生失眠、神经衰弱等各种不适症,致使精力不振;现代舞厅中的“彩光”污染使人眼花缭乱,发生头昏、头疼、精神紧张等症状;如果人体长期受到紫外线的照射,还会诱发白血病等。
(1)以下常见的几种职业,不易受到光污染危害的是
A.炼钢工人 B.纺织工人 C.出租车司机 D.电焊工人
(2)下列四个娱乐场所中,易受到光污染危害的是
A.现代舞厅 B.电影院 C.音乐厅 D.体育馆
(3)请你就如何有效地预防光污染,提出两条合理化的建议:
①
②
嫦娥四号的“三双眼睛”
2019年1月3日,嫦娥四号月球探测器成功登陆月球,成为人类历史上首个在月球背面实现软着陆的月球探测器。嫦娥四号与嫦娥三号一样,仍由着陆器和巡视器(又叫月球车)组成。嫦娥四号探测任务的成功依赖于探测器上的三大光学装备——激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪。
其中,激光测距敏感器和激光三维成像敏感器是嫦娥四号落月过程中必不可少的“眼睛”,堪称确保探测器安全着陆最关键、最核心的技术装备。在嫦娥四号着陆器距离月面15千米高度时,激光测距敏感器开始工作,每秒向月面发射两次激光脉冲,在月球表面接近真空的环境下,激光几乎可以毫无损失的到达月球表面。激光测距敏感器通过测量月面回波脉冲信号与激光发射脉冲信号的时间间隔,获得嫦娥四号着陆器相对于月面的精确距离。当嫦娥四号到达距月面100米的悬停位置时,激光三维成像敏感器开始工作:采集月面的三维图像,将高于月面15厘米的石头或低于月面15厘米的坑识别出来,确保探测器降落在安全区域。如此精细的扫描成像工作,在短短几秒内就完成了。
此外,嫦娥四号携带的月球车(玉兔二号)装载了“红外眼”——红外成像光谱仪。其工作原理是将一束包含不同频率的红外线照射到月面物质上,当物质吸收了一定频率的红外线后,相应频率的射线被减弱。通过比较红外线被吸收的情况(吸收光谱)分析出月球表面物质的成分。
激光测距敏感器、激光三维成像敏感器和红外成像光谱仪共同构成了嫦娥四号的“三双眼睛”,助力嫦娥四号高效精准的完成月球探测任务。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在三大光学装备中,能够识别月球表面平整程度,确保探测器降落在安全区域的是
(2)在嫦娥四号落月过程中,激光测距敏感器开始工作时,向月面发射一束激光脉冲
(3)利用超声波回声测距也是一种重要的测距方式。嫦娥四号的落月过程
超声波及其应用
人耳最高只能感觉到大约20000Hz的声波,频率更高的声波就是超声波了,超声波具有许多奇异特性:空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱,它不断冲击物体的表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物体表面的目的。传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。
(1)超声波的频率范围是
(2)超声波能够清洗物体是因为声波能够传递
(3)超声波传播中遇到障碍物时
嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车分别于2020年9月24日7时30分、23日23时18分结束第22月昼工作,按地面指令完成月夜模式设置,进入月夜休眠。截至目前,嫦娥四号已在月球背面度过630个地球日。
科研人员利用全景相机环拍探测、红外成像光谱仪定标探测、测月雷达行驶过程中同步探测等数据,科学团队对雷达探测数据开展了深入研究,获得了着陆区月壤和浅层结构的重要发现。
玉兔二号移动很慢,速度约为200m/h,自2019年1月嫦娥四号探测器着陆月背以来,玉兔二号月球车按照规划路线已经行走超过500米。这一路上,它获得了大量有效科学数据,这些成果为人类认识月球、了解月球提供了重要支撑。
(1)嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车进入月夜休眠后,以月球为参照物,“玉兔二号”月球车是
(2)红外成像光谱仪光谱范围为0.45~2.40um,2.40um合
(3)测月雷达是利用超声波传递信息吗
(4)“玉兔二号”月球车按照规划路线行走500米,所用的时间约为